前言

一般來說，我們所說的Linux系統(tǒng)指的是各種基于Linux Kernel和GNU Project的操作系統(tǒng)發(fā)行版。為了掌握Linux操作系統(tǒng)的使用，了解 Linux操作系統(tǒng)的運作過程，理解內(nèi)核與外圍支撐系統(tǒng)的關(guān)系，加深對開源操作系統(tǒng)的認識，我決定造個輪子——自己定制一個Linux文件系統(tǒng)。

這里有兩種實現(xiàn)方法：

直接自己實現(xiàn)init**\*（M1）***

加載bios 的硬件信息-> 讀取MBR –>執(zhí)行Grub ->加載kernel–> 加載驅(qū)動–> init –> 執(zhí)行bash

利用系統(tǒng)/sbin/init**\*（M2）***

加載bios 的硬件信息-> 讀取MBR –>執(zhí)行Grub ->加載kernel–> 加載驅(qū)動–> init –> /sbin/init -> 取得run-level信息 -> /etc/rc.d/rc.sysinit -> services –> /etc/rc.d/rc.local –> mingetty –> login

我們先選擇*M1*。

思路

• 利用原有系統(tǒng)復(fù)制必備部件到新存儲器
• 利用initrd.img機制在RAM Disk中測試
• 搭配原文件內(nèi)核和模塊啟動

Step1：獲得shell版本的initrd.img

首先，我們可以寫一個腳本init，使得內(nèi)核用該文件系統(tǒng)啟動后能夠直接獲得一個Bash。

創(chuàng)建腳本 init

其中：/bin目錄下是常用命令，init是自己寫的腳本，/lib64目錄下是應(yīng)用程序所依賴的動態(tài)庫。

init 內(nèi)容

現(xiàn)在我們需要使用命令行，創(chuàng)建bin和sbin目錄，向其中添加bash、ls、rm、cp、mv、echo、cat、less等基礎(chǔ)命令。由于這些命令需要依賴/lib64等目錄下的一些動態(tài)鏈接的共享庫，所以需要將依賴的庫拷貝到小系統(tǒng)對應(yīng)的目錄下，用ldd命令查詢應(yīng)用程序及其依賴的動態(tài)庫。完成之后，執(zhí)行：

find . | cpio -H newc -o | gzip > /boot/initrd.img

將根文件系統(tǒng)打包成initrd.img放到/boot目錄下。啟動時系統(tǒng)會自動執(zhí)行initrd.img中的init。

費了這么大勁生成initrd.img，如何測試新建的initrd.img呢，需要在grub啟動配置文件當(dāng)中增加一個入口用于測試。

title CentOS 6 Mini
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64
initrd /initrd.img

這樣重啟之后就會出現(xiàn)啟動選項了。

Step2：完成掛載原系統(tǒng)能力

為了能掛載原系統(tǒng)，必須在initrd.img中加載原系統(tǒng)運行所必須的驅(qū)動模塊，比如ext4文件系統(tǒng)的驅(qū)動、scsi設(shè)備的相關(guān)驅(qū)動等，/sbin/modinfo 配合/sbin/insmod，驅(qū)動放到/module

Step3：完成擁有管理設(shè)備能力（udev）

利用管理、監(jiān)控主機設(shè)備的服務(wù)程序udevd來自動加載所需的驅(qū)動模塊，比我們自己實現(xiàn)更加可靠。udevd的規(guī)則文件在/lib/udev/目錄下，配置文件在/etc/udev/目錄下，同時還需要/etc/nsswitch.conf配置的名稱服務(wù)交換，其依賴的庫為/lib目錄下以libnss開頭的文件，將上述文件拷貝到我們的目錄下，然后使用/sbin/start\_udev命令可以啟動udevd服務(wù)。（udevd需要調(diào)用一些其他的系統(tǒng)命令，如/sbin/modprobe，可用strace進行跟蹤獲取）。

小系統(tǒng)的目錄文件

其中：/dev目錄下是系統(tǒng)存放可用設(shè)備的目錄，/log是使用strace命令生成的log記錄文件。

Step4：完成擁有l(wèi)ogin登錄能力

由于login的機制比較復(fù)雜，涉及進程管理機制和進程組、控制臺等許多方面，因此我們采用*M2*，將/sbin/init命令拷到小系統(tǒng)目錄下，init腳本改為

#!/bin/bash
exec /sbin/init

將控制權(quán)交給/sbin/init之后，系統(tǒng)啟動時就必須等到它完成一系列調(diào)用之后，進入login界面，用戶才能重新獲得控制權(quán)。

/sbin/init的過程大致分為三塊：第一塊是udevd加載驅(qū)動模塊、文件系統(tǒng)檢查和根切換，相關(guān)配置在/etc/rc.sysinit中；第二塊是啟動各項服務(wù)，相關(guān)配置在/etc/rc.d/目錄下；第三塊是登錄部分，需要調(diào)用/sbin/mingetty和/bin/login等命令。將上述所涉及的命令及文件拷貝到小系統(tǒng)對應(yīng)的目錄下，并對配置進行修改。

由于小系統(tǒng)啟動之后initrd.img作為臨時根文件系統(tǒng)直接在內(nèi)存中運行，而我們小系統(tǒng)不需要進行根切換，故將/etc/rc.sysinit中remount\_needed()函數(shù)體注釋掉，這樣就不會根切換了。

由于系統(tǒng)采用了全新的Upstart啟動方式（/sbin/init程序已經(jīng)改由upstart軟件包提供），將與Upstart啟動相關(guān)的配置文件拷貝至小系統(tǒng)目錄下：

/etc/inittab 配置默認運行級別
/etc/init/rcS.conf 加載rc.sysinit腳本，完成系統(tǒng)初始化任務(wù)
/etc/init/rc.conf 兼容腳本，負責(zé)各運行級別的調(diào)用處理
/etc/init/rcS-sulogin.conf 為單用戶模式啟動/sbin/sushell環(huán)境
/etc/init/control-alt-delete.conf 控制終端下的Ctrl+Alt+Del熱鍵操作
/etc/init/start-ttys.conf 配置tty終端的開啟數(shù)量、設(shè)備文件
/etc/sysconfig/init 控制tty終端的開啟數(shù)量、終端顏色方案
/etc/init/tty.conf 控制tty終端的開啟

將bootmini/etc/inittab的運行優(yōu)先級改為2，那么系統(tǒng)啟動時/sbin/init將執(zhí)行bootmini/etc/rc.d/rc2.d/目錄下以S開頭的文件，將一些不需要開啟的服務(wù)文件名改為K開頭。

在bootmini/etc/rc.d/rc.local文件中可以加入用戶需要系統(tǒng)開機啟動后自動執(zhí)行的操作。

login程序基于認證體系PAM， 配置文件在/etc/pam.d/目錄下，相關(guān)庫文件有/lib64/security/及其依賴的庫文件；login還涉及用戶組管理/bin/chgrp、/bin/chown、/bin/chmod等，保存用戶名的文件/etc/passwd、/etc/group，用戶密碼文件為/etc/shadow。其他一些涉及的文件可通過strace來幫助分析。

可在真機上運行的完整版小系統(tǒng)

部分目錄文件：

/etc

/bin

/sbin

/usr/bin

/usr/sbin

至此，文件系統(tǒng)算是可以跑了。下一篇我們再造個輪子——進行Linux內(nèi)核的裁剪。真機效果也將在下篇看到。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。